2.1 功和机械能 习题课件-2026-2027学年浙教版九年级科学上册

该初中科学课件聚焦“功和功的计算”，通过生活实例（如托鸡蛋、推购物车）导入，系统梳理功的定义、计算公式（W=Fs）及不做功的三种情况，搭建从基础概念到实际应用的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于融合科学观念与科学思维，以中考真题和生活情境题（如托鸡蛋做功、s-t图像分析）强化功的计算应用，通过“三种不做功情况”方法归纳提升学生推理论证能力。项目式学习（推箱子实践）培养探究实践，助力学生深化理解，也为教师提供丰富教学资源。

第2章　能的转化与能量守恒 第1节　功和机械能 第4课时　动能和势能的转化与机械能守恒 1.【情境素材·科技成就】如图所示,2025年1月1日,东南大学科研团队自主研发的国内首辆分布式电驱动飞行汽车“东大·鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时,下列关于汽车能 量变化情况说法正确的是 (         ) C A.动能不变,重力势能增大,机械能增大 B.动能增大,重力势能减小,机械能不变 C.动能增大,重力势能增大,机械能增大 D.动能不变,重力势能不变,机械能不变 解析　该汽车加速升空过程中,质量不变,速度变大,汽车的动 能变大;汽车的质量不变,高度变大,重力势能变大;机械能等于 动能和势能的总和,所以汽车的机械能变大,故C正确。 2.(2025杭州月考)如图所示,光滑轨道ABC固定在竖直平面内, BC段水平,一小球从A点由静止释放运动到C点的过程中,动 能和势能变化情况是(不计空气阻力) (         ) A.A到B的过程,小球的动能增大,势能不变 B.A到B的过程,小球的动能增大,势能减小 C.B到C的过程,小球的动能不变,势能减小 B D.B到C的过程,小球的动能增大,势能不变 解析    A到B的过程,小球质量不变,速度增大,动能增大;高度降低,重力势能减小,重力势能转化为动能,故A错误,B正确。B到C的过程,轨道光滑且BC段水平,小球质量不变,速度不变,动能不变;高度不变,重力势能不变,故C、D错误。 3.(2025杭州文澜中学月考)如图,同一物体分别由静止开始沿 三个光滑斜面从A点滑下。在到达斜面底部时的动能大小为  (         ) A.B处动能大 B.C处动能大 D C.D处动能大 D.B、C、D处动能一样大 解析　光滑斜面说明没有摩擦力,物体从斜面上滑下时,只存 在动能和重力势能的相互转化,机械能是守恒的;物体从同一 高度沿不同斜面由静止滑下,最初的重力势能是相等的,滑到 底端时转化为相同的动能,即B、C、D处动能一样大。故选D。 4.如图所示为单摆的简化示意图,小球从A点开始下落,向右运 动的最高点为D点,小球在B、C两个位置时 (         )   A.动能相同,重力势能相同 B.动能不同,机械能相同 C.重力势能相同,机械能不同 C D.重力势能不同,机械能相同 解析　根据题意可知,由于空气摩擦,会有部分机械能转化为 内能,则机械能会有损失。由于C点比B点位置靠后,那么C点 机械能损失更多,因此B、C两点机械能大小不同,在B点时机 械能较大。B、C两点小球的质量相同,高度相同,则在B、C两 点时重力势能相同,在B点时的动能大于在C点时的动能。故 C正确,A、B、D错误。 5.(2025衢州柯城期中)2024年9月25日,力箭一号遥四商业运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,该火箭搭载了5颗卫星,顺利将它们送入了预定轨道(整个过程不考虑空气阻力)。当卫星进入轨道后,卫星在太空中从远地点向近地点运行的过程中,重力势能会_______(选填“变小”“不变”或“变大”),运动速度会_______(选填“变小”“不变”或“变大”),机械能_______(选填“守恒”或“不守恒”)。 　守恒     　变大     　变小     解析    卫星从远地点向近地点运行时,质量不变,高度降低,根 据重力势能的影响因素知,重力势能会变小。此过程中,卫星 的重力势能转化为动能,质量不变,所以运动速度会变大。整 个过程不考虑空气阻力,只有重力做功,动能和重力势能相互 转化,机械能守恒。   6.【情境素材·农业生产实践】科技赋能正深刻改变着传统农 业的生产方式,大大减轻了农民的负担,提高了生产效率。如 图所示,一架无人机正在进行农药喷洒作业,随着农药的减少, 下列情形中无人机(包括水箱和箱中农药)的机械能可能保持 不变的是 (         ) C A.水平向前匀速飞行　　　     B.竖直向下匀速飞行 C.斜向上匀速飞行　　　     D.斜向下匀速飞行 解析　无人机正在进行农药喷洒作业,随着农药的减少,无人 机质量减少,而做匀速运动时,其动能减少,要使机械能不变,必 须增大重力势能,而质量减小,则高度必须增大,才有可能增大 重力势能,因而斜向上匀速飞行时,机械能可能保持不变。 7.(2025山东威海中考改编)溜索曾经是劳动人民跨越峡谷的重要工具,人们借助滑轮利用自身重力沿溜索无动力滑行,利用木片等与溜索之间的摩擦减速,如图所示。某村寨的特色旅游项目,需修建两条溜索方便游人从村寨(甲)前往茶园(乙)并返回。已知甲、乙海拔相差约30 m、相距约150 m,峡谷深约800 m。最合理的溜索设计方案是 (         ) C 答案　C 解析　需修建两条溜索方便游人从村寨(甲)前往茶园(乙)并 返回。已知甲、乙海拔相差约30 m,从村寨(甲)前往茶园(乙), 从村寨(甲)出发的位置要高于茶园,重力势能转化动能,返回 时,从乙出发的位置要高于到达甲的位置,D图两条溜索有交 叉部分,会相互干扰,且坡度较大,到终点的速度较大,不利于减 速,太危险,故C最合理。 8.(2025台州黄岩期末)篮球从A点投向C点,运动轨迹如图所示,空气阻力不可忽略且大小恒定,下列说法正确的是 (         ) A.篮球在最高点时动能为零 B.整个过程中篮球的机械能守恒 C C.篮球在A点的动能大于C点的动能 D.篮球在上升过程中,重力势能转化为动能 解析　根据题意可知,篮球在最高点时竖直方向速度为零,在 水平方向的速度不为零,即此时动能不为零,故A错误;篮球运 动时需克服空气阻力,将篮球的机械能转化为内能,因此机械 能不守恒,故B错误;C点比A点靠后,则机械能转化为的内能多, 则C点机械能小,C点高度大,则重力势能大,根据“机械能=动 能+势能”可知,篮球在A点的动能大于C点的动能,故C正确; 篮球在上升过程中,高度增大,则重力势能增大,速度减小,则动 能减小,动能转化为重力势能和内能,故D错误。 9.(2025杭州月考)甲站在以0.5 m/s的速度匀速上行的自动扶梯上,乙站在以0.7 m/s的速度匀速下行的自动扶梯上,甲的质量小于乙的质量。某时刻他们的位置如图所示,则该时刻甲的 重力势能_______乙的重力势能,甲的动能_______乙的动能。(均选填“大于”“等于”或“小于”)   　小于     　小于     解析　在图示位置时,甲、乙两人的高度相同,甲的质量小于 乙的质量,根据物体重力势能的大小由质量和高度这两个因 素来决定可知,甲的重力势能小于乙的重力势能。在图示位 置时,甲的速度比乙的小,甲的质量比乙的小,根据动能的大小 由质量和速度这两个因素来决定可知,甲的动能小于乙的动 能。 10.(2025杭州月考)如图1所示,在粗糙轨道上,小明操控电动车 从A处运动到C处,其中BC段v-t图像如图2所示,在C处,切断电 源使车失去动力,而车能一直运动,并经过E处,则: (1)从B处到C处,车的机械能_______(选填“增大”“减少” 或“不变”)。 (2)车在D处的动能______(选填“<”“=”或“>”)车在E处 的动能。 　>     　增大     解析    (1)由图像可知,从B处到C处,车的质量不变,车做匀速直线运动,动能不变,车的高度变大,重力势能增大,故车的机械 能增大。 (2)由于D处和E处在同一高度,其重力势能相同,由于轨道粗 糙,电动车因克服摩擦会消耗机械能,故车在E处的机械能小于车在D处机械能,故车在E处的动能小于车在D处的动能。   11.(2025绍兴柯桥期中)如图所示为蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端系在运动员脚上,另一端固定在跳台O点,运动员由静止开始下落。A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,B点时运动员受到的拉力等于重力,C点是运动员所能到达的最低点。从O点到A点,运动员的机械能_______(选填“增大”“减小”或“不变”);运动员在_________(选填“A”“B”或 “C”)点时的动能最大;运动员在A点的机械能大于在C点的 机械能是因为______________________________________。 　运动员的机械能转化为弹性绳的弹性势能     B     　不变     (整个过程中忽略空气阻力,弹性绳自重不计) 解析    (1)O点到A点,运动员自由下落,其重力势能转化为动 能,由于不计空气阻力,所以运动员的机械能不变。 (2)A点到B点的过程中,弹性绳开始发生形变,但运动员的重力 大于弹性绳对运动员的拉力,运动员受到的合力向下,因此速 度增大,动能增大;到达B点时,重力等于拉力,速度达到最大,动 能最大。 (3)运动员在C点时,运动员的部分机械能转化为弹性绳的弹性势能,因此运动员在A点的机械能大于在C点的机械能。 $第2章　能的转化与能量守恒 第1节　功和机械能 第1课时　功和功的计算 1.(2025杭州月考)下列情况中人对物体做功大约是1 J的是  (         ) A.用竖直向上1 N的力端着盘子水平移动1 m B.托着两个鸡蛋匀速竖直举高1 m C.用20 N的水平力推购物车水平移动0.5 m D.提着5 kg的大米从一楼上到三楼 B 解析　用竖直向上1 N的力端着盘子水平移动1 m,在力的方 向上没有移动距离,所以该力不做功,故A错误;两个鸡蛋的质 量约为100 g=0.1 kg,托着两个鸡蛋的力F=G=mg=0.1 kg×10 N /kg=1 N,竖直举高1 m做的功:W=Fs=1 N×1 m=1 J,故B正确;用 20 N的水平推力推着购物车水平移动0.5 m,推力做功:W=Fs= 20 N×0.5 m=10 J,故C错误;从一楼上到三楼上升的高度约为6 m,对大米做功:W=Gh=mgh=5 kg×10 N/kg×6 m=300 J,故D错 误。故选B。 2.(2025绍兴月考)投掷实心球是中考体测项目之一。如图所 示情境中,人对实心球做功的是 (         )   A.①③　　　　B.①④　　　　C.②③　　　　D.②④ A 解析    ①将球从地上拿起,有力作用在球上,球在该力的方向 上通过了一定的距离,人对球做功;②手托球停在空中,有力作 用在球上,但球在力的方向上没有移动距离,人对球不做功;③ 挥动球,有力作用在球上,球在该力的方向上移动距离,人对球 做功;④球飞出去,靠的是惯性,人没有对球施加力,人对球不做 功。综上分析可知,人对实心球做功的是①和③。故选A。 3.【核心素养·科学观念】(2025四川南充中考)新学期,老师组 织同学们进行了一场有意义的劳动——搬新书,在下列过程 中,同学们对书不做功的是 (         ) B A.甲图中将书从地面提起的过程 B.乙图中在水平路面推车的过程 C.丙图中将书搬上教学楼的过程 D.丁图中将书堆放在桌面的过程 解析　甲图中将书从地面提起的过程,人对书施加了向上的 力,且书在力的方向上移动了距离,所以人对书做了功,故A不 符合题意;乙图中在水平路面推车的过程,人没有对书施加力 的作用,人对书没有做功,故B符合题意;丙图中将书搬上教学 楼的过程,人对书施加了向上的力,且书在力的方向上移动了 距离,所以人对书做了功,故C不符合题意;丁图中将书堆放在 桌面的过程,人对书施加了向上的力,且书在力的方向上移动 了距离,所以人对书做了功,故D不符合题意。 4.【核心素养·科学思维】如图所示,是小球从某高处由静止下落过程的路程h与时间t关系图,下列描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图像是     (         )           C 解析　据图可知,小球在单位时间内下落的高度越来越大,根 据W=Gh可知,单位时间内重力对该球做功也越来越多。故选 C。 5.(2026杭州月考)如图所示,a、b、c三种情况下,用大小相同 的力F(其他力未画出)使同一物体沿如图所示的轨迹移动了 相同的距离s,三种情况下拉力F所做的功分别为Wa、Wb、Wc, 下列关系正确的是 (         ) A.Wa=Wb=Wc　　　　B.Wa>Wb>Wc C C.Wa<Wc<Wb　　　　D.Wa<Wb=Wc 解析　情况a,力F在竖直方向上,而移动的距离s在水平方向上,因此拉力F对物体不做功;情况b,力F在水平方向上,在力的方向上移动的距离为s,故力F对物体做的功Wb=Fs;情况c,力F在竖直方向上,物体在力F的方向上移动的距离h<s,则力F对物体做的功Wc=Fh<Fs,故Wa<Wc<Wb。故选C。   6.(2025江苏连云港中考)下列情境中,人对物体做功的是(        ) A.司机用力推汽车,汽车不动 B.人推自行车前进 C.学生背着书包在水平路面上匀速前进 D.足球被踢后,在草地上滚动了一段距离 B 解析　司机用力推汽车,汽车不动,司机对汽车施加了力的作 用,汽车没有在力的方向上通过距离,人对汽车没有做功,故A 错误。人推自行车前进,人对自行车施加了一个推力,车子在 推力的方向上通过了一段距离,人对自行车做了功,故B正确。学生背着书包在水平路面上匀速前进,人对书包施加了向上 的力,书包没有在力的方向上通过距离,所以人对书包没有做功,故C错误。足球被踢后,人对足球没有力的作用,足球由于 惯性在草地上滚动了一段距离,该过程中人没有对足球做功,故D错误。 方法归纳　三种不做功的情况:一是有力无距离(例如:推而未 动);二是有距离无力(例如:物体靠惯性运动);三是力的方向与 运动方向垂直。 7.(2025杭州月考)某商场中有两种电梯,甲为阶梯式电梯,乙为 履带式电梯。如图所示,小明乘甲、乙两种电梯匀速从一楼 到二楼,该过程他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是 (         ) A.两种上楼方式,人克服重力做功不相等 B.乘甲电梯过程,电梯对人有摩擦力 D C.乘甲电梯过程,电梯对人的支持力做功为零 D.乘乙电梯过程,电梯对人的支持力做功为零 解析　根据题意可知,两种上楼方式中,小明的重力均为G,上 升的高度均为h,由W=Gh可知,两种情况下人克服重力做功相 等,故A错误;乘甲电梯过程中,人与电梯台阶之间没有相对运 动的趋势,所以人不受摩擦力的作用,故B错误;乘甲电梯过程 中,电梯对人的支持力竖直向上,且人在支持力的方向上移动 了距离,所以电梯对人的支持力做了功,故C错误;乘乙电梯过 程中,人受到的支持力垂直于电梯向上,而人在该支持力的方 向上没有移动距离,所以乘乙电梯过程中电梯对人的支持力 不做功,故D正确。 8.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面 上运动,两次运动的s-t图像如图所示。其对应的弹簧测力计 示数分别为F1、F2,相同时间内拉力所做的功分别为W1、W2, 则它们的关系正确的是 (         ) B A.F1>F2,W1>W2 B.F1=F2,W1>W2 C.F1=F2,W1<W2 D.F1<F2,W1<W2 解析　根据图像可知,物体两次都做匀速直线运动,受到的拉 力大小等于滑动摩擦力大小,由于物体对水平面的压力和接 触面的粗糙程度相同,因此两次受到的滑动摩擦力大小相等, 拉力大小也相等,即F1=F2;从图像中可以判断出相同时间内物 体第②次通过的距离小,根据公式W=Fs可知,当拉力相等时, 通过的距离越大,拉力做的功就越大,即W1>W2。 9.(2025杭州萧山期中)如图所示,放在水平桌面上的匀质长直木板长度为40 cm,质量为2 kg,它的右端与桌面右侧对齐,与桌面间的摩擦力为其重力的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F将其以0.1 m/s的速度匀速推下桌子,则水平推力的大小为___________,至少需要做功_____________。(g取10 N/kg)       0.8 J         4 N     解析　根据题意可知,直木板与桌面间的摩擦力为其重力的0. 2倍,则它受到的摩擦力f=0.2G=0.2×2 kg×10 N/kg=4 N;因为匀速推下桌子,根据二力平衡,推力F=f=4 N;当直木板的重心(木板中心)移动到桌面以外时就会从桌面落下来,则需要移动的距离为20 cm,至少需要做功W=Fs=4 N×20×10-2 m=0.8 J。 10.(2026广东潮州开学考)举重运动员进行“挺举”比赛,需完成以下动作:①将杠铃从地面提至胸前(提铃阶段);②短暂停顿调整姿势(停顿阶段);③将杠铃从胸前举过头顶(上挺阶段);④举着杠铃静止3 s(稳定阶段)。在挺举比赛中,运动员对杠铃做功的阶段是_______(选填序号),其他阶段没有做功的原因是___________________________。若某次挺举的成绩是 140 kg,杠铃被举高了1.8 m,则运动员对杠铃大约做了______J的功。(g取10 N/kg) 2 520     　没有在力的方向上通过距离     　①③     解析　①将杠铃从地面提至胸前(提铃阶段),运动员对杠铃施 加了力的作用,杠铃在该力的方向上通过了距离,运动员对杠 铃做了功;②短暂停顿调整姿势(停顿阶段),运动员对杠铃施 加了力的作用,杠铃没有在该力的方向上通过距离,运动员对 杠铃不做功;③将杠铃从胸前举过头顶(上挺阶段),运动员对杠铃施加了力的作用,杠铃在该力的方向上通过了距离,运动 员对杠铃做了功;④举着杠铃静止3 s(稳定阶段),运动员对杠 铃施加了力的作用,杠铃没有在该力的方向上通过距离,运动 员对杠铃不做功;综上可知,在挺举比赛中,运动员对杠铃做功 的阶段是①③;其他阶段没有做功的原因是没有在力的方向上通过距离;运动员对杠铃做的功:W=Gh=mgh=140 kg×10 N/kg×1.8 m=2 520 J。 11.(2025宁波模拟)如图甲所示的铁块重力G=4 N,被吸附在竖 直放置且足够长的磁性平板上,当它在竖直方向上的拉力F=6 N的作用下匀速向上运动时,铁块受到的摩擦力为______N;铁 块此时的速度v与时间t的关系图像如图乙所示,则4 s内拉力F 做的功为___________J。            4.8         2     解析　由于铁块在F作用下匀速向上运动, 在竖直方向上处于平衡状态,则G、F、 f三 个力平衡,f=F-G=6 N-4 N=2 N。根据图乙可得,铁块在4 s内升高的距离s=vt=0.2 m/s×4 s=0.8 m,因此拉力F做的功W=Fs=6 N×0.8 m=4.8 J。   12.【学科特色·项目式学习】小金用水平方向的推力把箱子向D处推,如图甲所示。经过A处4 s后在B处遇到小华,小华迅速取下小箱子,1 s后在C处小金调整了推力,继续将大箱子推到D处才撤去推力。AD段推力与时间的关系如图乙所示,箱子速度与时间的关系如图丙所示。已知大箱子底面积为0.5 m2,质量为20 kg,小箱子质量为5 kg。(g取10 N/kg)          (1)AB段大箱子对地面的压强为______________。 (2)BC段大箱子受到的摩擦力大小为____________。 (3)CD段小金推力所做的功为_____________。     600 J         80 N         500 Pa     解析    (1)由题知大箱子和小箱子的总重力为:G=mg=(20 kg+ 5 kg)×10 N/kg=250 N,则AB段大箱子对地面的压强为 (2)由题知,BD段只有大箱子,由图丙可知CD段大箱子做匀速 直线运动,由图乙知大箱子在CD段受到的推力为FCD=80 N,由 二力平衡条件可知大箱子受到的摩擦力为fCD=FCD=80 N;BC段 和CD段大箱子对地面的压力相同,接触面粗糙程度相同,因此 大箱子在BC段受到的摩擦力与CD段受到的摩擦力相等,即fBC=fCD=80 N。 (3)由图丙知CD段大箱子的速度v=1.5 m/s,则CD段小金推力 所做的功为W=FCDs=FCDvt=80 N×1.5 m/s×(10 s-5 s)=600 J。 $第2章　能的转化与能量守恒 第1节　功和机械能 第2课时　功率 1.下列属于功率单位的有 (         ) ①米/秒　②瓦特　③焦耳　④牛顿·米 ⑤牛顿·米/秒　⑥焦耳/秒 A.②⑤　　　　B.①③④　　　     C.③④　　　　D.②⑤⑥ D 解析    ①米/秒是速度的单位;②瓦特是功率的国际单位制单 位;③焦耳是功的单位;④根据功的计算公式为W=Fs,则牛顿· 米是功的单位;⑤根据P= ,则牛顿·米/秒是功率的单位;⑥根 据P= ,焦耳/秒是功率的单位。故D正确。 2.【核心素养·科学观念】(2026安徽庐江月考)关于功和功率, 下列说法正确的是 (         ) A.功率大的机械,做功一定多 B.做功时间短,功率一定大 C.做相同的功,用时短的功率小 D.功率是描述物体做功快慢的物理量 D 解析　由P= 的变形公式W=Pt可知,做功多少取决于功率和 做功时间,故A、B错误;由P= 可知,做相同的功,用时短的功 率大,故C错误;功率是描述物体做功快慢的物理量,故D正确。 3.【核心素养·科学思维】一个物体由A点自由下落,相继经过 B、C两点,已知AB=BC,物体在AB段重力做功为W1,做功功率 为P1;在BC段重力做功为W2,做功功率为P2。则下列关系正确 的是(         ) D A.W1>W2,P1>P2 B.W1<W2,P1<P2 C.W1=W2,P1=P2 D.W1=W2,P1<P2 解析　已知AB=BC,由W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功 相等,即W1=W2;由于小球在自由下落时做加速运动,由v= 得t=  ,可知小球在BC段运动的时间较短;由P= 可知,物体在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率,即P1<P2,故选D。 4.(2025杭州月考)如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先 后两次沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。第1次拉动木 块的s-t图像和第2次拉动木块的v-t图像分别如图乙和图丙所 示。下列说法正确的是 (         ) A.两次摩擦力的大小关系是f1>f2 D B.两次拉力的大小关系是F1>F2 C.经过相同时间,两次拉力做功的关系是W1=W2 D.两次拉力做功功率的关系是P1<P2 解析　由图乙、丙可知,物体做匀速直线运动,受力平衡,拉力 等于摩擦力。木块对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度 也不变,可知滑动摩擦力大小相等,则拉力相等,故A、B错误; 第一次的速度为v1= = =2 m/s,第二次的速度为4 m/s,经过 相同的时间,由W=Fs=Fvt可知,第二次拉力做功更多,故C错误; 由P=Fv可知,F相等,v1<v2,则P1<P2,故D正确。故选D。 5.(2025杭州期中)一辆满载物资的总重为G的运输车,将物资沿ABCD路线运至D处,AB段海拔为h1,CD段海拔为h2,如图甲所示。在整个运输过程中,汽车以恒定速度v运动,汽车在t=0时经过A处,t1时经过B处,t2时经过C处,在此过程中汽车牵引力功率P随时间变化的图像可简化为如图乙所示(P1、P2、t1和t2均为已知量)。 (1)汽车在AB段运动时的牵引力_______在BC段运动时的牵 引力。 (2)汽车在由B处上升到C处的过程中克服重力做的功为_____ _________________________________(用字母表示)。     G(h 2-h1) 　小于     解析    (1)在整个运输过程中,汽车以恒定速度v运动,由P=Fv和P1<P2可知,F1v<F2v,即F1<F2,因此汽车在AB段运动时的牵引力小于在BC段运动时的牵引力。 (2)汽车由B处上升到C处的过程中上升的高度为h2-h1,则汽车在由B处上升到C处的过程中克服重力做的功为W=Fs=G(h2-h1)。   6.(2025宁波镇海期中)如图甲所示,快递员用推力F将重力为8 00 N的快递先沿水平面推行一段距离,再推至长4 m、高2 m 的斜面顶端,推力始终与快递运动方向相同;快递在整个运动 过程中,路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如 图乙、丙所示,下列分析正确的是 (         )          A.0~4 s推力F的功率为800 W B.4~12 s快递克服重力做的功为3 200 J C.4~12 s快递受到的摩擦力为500 N D.0~12 s拉力总共做功为2 800 J 答案　D 解析　0~4 s推力F的功率为P=Fv=200 N× =200 W,故A错 误;4~12 s快递克服重力做的功为W=Gh=800 N×2 m=1 600 J, 故B错误;4~12 s,斜面上的摩擦力f<F,故C错误;0~12 s拉力总 共做功为W总=W1+W2=200 N×4 m+500 N×4 m=2 800 J。故选D。 7.在探究“汽车的速度”实验中,甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动,甲、乙两车的运动图像分别如图(1)、(2)所示。根据图像(空气阻力忽略不计),下列结论正确的是 (         ) A.甲车的动能大于乙车的动能 A B.甲车的功率小于乙车的功率 C.甲车牵引力大于乙车牵引力 D.甲车受到摩擦力小于乙车受到摩擦力 解析　由图像知,甲的速度为v甲=s甲/t甲=15 m/3 s=5 m/s,乙的速 度为v乙=3 m/s,已知两汽车完全相同,所以两汽车质量相同;因 为甲的速度大于乙的速度,所以甲的动能大于乙的动能,故A 正确;甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动, 两汽车对地面的压力相等,接触面的粗糙程度相同,则两汽车 受到的摩擦力相等,两汽车均做匀速直线运动,摩擦力和牵引 力是一对平衡力,所以两汽车受到的牵引力相等;甲的速度大 于乙的速度,根据P=W/t=Fv可知,甲的功率大于乙的功率,故 B、C、D错误。故选A。 8.小聪同学两次用水平方向的力F1和F2拉着同一物体在同一 水平面上做匀速直线运动,其运动的s-t图像如图所示,则两次 拉力做功的功率之比为 (         )   A A.2∶1　　　　B.1∶2 C.1∶4　　　　D.4∶1 解析　由题图可知,同一物体两次在同一水平面上做匀速直线运动,物体受到的摩擦力相等;由二力平衡可知,物体两次受 到的拉力也相等,即F1=F2;由s-t图像可知,当物体运动的时间t1 =t2=8 s时,物体运动的路程:s1=8 m,s2=4 m;由W=Fs可知,两次拉 力做功之比W1∶W2= = = =2∶1;由P= 可知,两次拉力做功的功率之比P1∶P2= ∶ =W1∶W2=2∶1,故选A。 9.现有30捆书籍,每捆书籍的质量都为5 kg。小明想尽快将它 们搬上10 m高的四楼教室。如图所示是小明可以提供的用于 搬运物体的功率与被搬运物体质量的关系图像。由图可知, 若用最少的时间将这批书籍搬上教室,每次搬运的书籍的质量应是_______kg,除去小明搬起、放下以及下楼的时间,搬完 这批书小明最少需要______min。(g取10 N/kg) 　5     　15     解析　由图像知,当搬运质量为15 kg时,小明提供的用于搬运 物体的功率最大,其值为50 W;30捆书籍的总重是一定的,搬运 的高度一定,所以搬运书籍需要做的总功是一定的;为了以最 少的时间将这批书籍搬上教室,小明应始终在最大功率状态下工作,所以,每次应搬运质量为15 kg的书籍。每次搬运的书籍的重力G=mg=15 kg×10 N/kg=150 N,每次上楼对书做的功(克服书的重力做功)W=Gh=150 N×10 m=1 500 J,由P= 知,t= = =30 s,故每次上楼所用的时间为30 s。总共30捆书籍, 每捆书籍的质量都为5 kg,1次应搬3捆,所以要10个来回,时间总共为300 s,即5 min。 10.(2025衢州期中)跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所 示是某同学某次跳绳时重心上升高度h随时间t变化的图像。 该同学重心上升的最大高度为______cm。若该同学的重力为 500 N,则他1 min内克服重力做功的平均功率为________W。   　100     　6     解析　由题图可知,他的重心移动的最大高度h=6 cm;由图分析可知,跳一次的时间为0.3 s,则小明同学1 min内跳了200次,该同学的重力G=500 N,跳一次克服重力做的功:W=Gh=500 N× 0.06 m=30 J,1 min 内做的总功:W总=200×W=200×30 J=6 000 J,1 min 内克服重力做功的平均功率:P= = =100 W。   11.(2025台州玉环期中)长度均为20 cm的相同匀质木块A、B平放在水平桌面上,从图示位置推木块,当F为3 N时,木块静止;当F为6 N时,木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动,2 s后木块A掉落;继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。   (1)推力为3 N时,木块A、B整体受到的摩擦力为______N。 　3     (2)木块A在桌面上匀速运动的速度大小为_________m/s。 (3)从开始推动到木块A掉落的过程中,推力做功的功率为___ _____W。 0.3     　0.05     解析    (1)推力为3 N时,木块A、B整体静止,木块受力平衡,A、B整体在水平方向上只受到推力和摩擦力,则摩擦力等于推力等于3 N。 (2)木块A重心到达桌面以外时A掉落,则A移动的距离为10 cm,可知A移动的速度v= = =0.05 m/s。 (3)推力做功的功率P=Fv=6 N×0.05 m/s=0.3 W。 $第2章　能的转化与能量守恒 第1节　功和机械能 第3课时　动力和势能 1.(2026广东茂名月考)描述功和能的关系时有以下几种说法, 其中正确的是 (         ) A.物体具有的能量越大,做的功越多 B.具有能量的物体一定正在做功 C.做功的物体一定具有能量 D.物体不做功就没有能量 C 解析　物体具有的能量越大,能做的功越多,但实际做的功不 一定越多,故A错误;具有能量的物体不一定正在做功,故B错 误;一个物体如果能对外做功,我们就说它具有能量,所以做功 的物体一定具有能量,故C正确;物体不做功不一定没有能量, 故D错误。 2.【核心素养·科学观念】下列物体具有动能的是 (         ) A.转动的砂轮　　　     B.桌上的花瓶 C.拉弯的弓　　　     D.压缩的弹簧 A 解析　转动的砂轮在做机械运动,有一定的速度,具有动能,故 A正确;桌上的花瓶、拉弯的弓和压缩的弹簧都处于静止状态,没有速度,不具有动能,故B、C、D错误。 3.(2025金华永康期中)高空抛物存在巨大的安全隐患,因为高 处的物体具有较大的 (         ) A.重力　　　　 B.动能 C.重力势能　　　　D.弹性势能 C 解析　在高处的物体,被举高的高度较高,重力势能较大。 4.(2025金华义乌期中)轰油-6空中加油机是我国研制的第一款空中加油机,可以给水平方向匀速飞行的战机进行空中加油。在加油过程中,“轰油-6”加油机的动能和重力势能变化情况为     (         ) A.动能不变,重力势能不变 B.动能减少,重力势能增加 C.动能不变,重力势能增加 D.动能减少,重力势能减少 D 解析　轰油-6加油机在水平方向匀速飞行,高度和速度不变, 轰油-6加油机给战机加油,其自身质量减小,可知加油过程中 其动能和重力势能均减小。 5.(2025北京东城区期中)如图所示,A、B、C、D顺序表示了射箭的整个过程,运动员先将箭搭在弓上,然后慢慢拉弓,将弓拉满后松手,箭疾驰而飞,在以上过程中,弓的弹性势能最大的是(         )                  C 解析　由题图可知,C中弓的形变量最大,弓的弹性势能最大。 6.(2025杭州月考)下列物体中只具有动能的是______;只具有 势能的是________。 A.飞向篮筐的篮球; B.在平直公路上行驶的汽车; C.绷紧的橡皮筋; D.安装在墙上的空调; E.正在着陆的火星探测器。 　C、D     　B     解析　飞向篮筐的篮球:篮球在飞行,具有速度,因此具有动能; 篮球在空中,具有一定高度,因此具有重力势能,即同时具有动 能和势能。在平直公路上行驶的汽车:汽车在行驶,具有速度, 因此具有动能;汽车在平直公路上,没有高度,无重力势能。绷 紧的橡皮筋:橡皮筋绷紧但未运动,无动能,橡皮筋因形变而具 有弹性势能。安装在墙上的空调:空调静止,无动能;空调有一 定高度,具有重力势能。正在着陆的火星探测器:探测器在着 陆过程中具有速度,因此具有动能;探测器在着陆过程中,具有 高度,具有重力势能,即同时具有动能和势能。可知只具有动 能的是B;只具有势能的是C、D。   7.(2025四川乐山中考)为响应国家“每日体育锻炼时间不低 于两小时”的要求,某校组织学生远足爬山,开展户外运动。 爬山区域等高线如图所示,不考虑重力变化,队伍重力势能最 大的位置是 (         ) D A.A处　　　　B.B处　　　　 C.C处　　　　D.D处 解析　由题图可知,D处的位置最高,若不考虑重力变化,队伍 在D处的重力势能最大,故D符合题意。 8.节假日在公园能欣赏到美丽的喷泉,随着音乐的节奏,喷洒 出高低不同的水柱,如图所示。下列有关说法错误的是  (         ) A.在上升过程中水的动能减小 B.在下落过程中水的重力势能减小 C.等质量的水离开喷出口时的速度越大,水具有的动能越大 D D.水柱到最高点后不能继续升高,是由于水受力平衡 解析　在上升过程中,水的速度减小,因而水的动能减小,在下 落过程中水的高度减小,因而水的重力势能减小,故A、B正确;等质量的水离开喷出口时的速度越大,水具有的动能越大,故C正确;到最高点后水在竖直方向上的速度为0,只受到重力作用,因而水受力不平衡,很快会落下来,故D错误。 9.(2026江西景德镇月考)如图所示,货架上放着甲、乙、丙、丁四个体积相同的实心球,其中甲和乙为铁球,丙和丁为铜球(已知ρ铜>ρ铁)。则四个球中势能最大的是 (         ) A.甲球　　　     B.丙球 D C.丁球　　　     D.无法比较 解析　甲、乙、丙、丁四个体积相同的实心球,甲和乙为铁球,则甲、乙的质量相同;丙和丁为铜球,则丙、丁的质量相同, 且丙、丁两球的质量大于甲、乙两球的质量。甲、乙两球质 量相同,甲的位置较高,则甲的重力势能大于乙的重力势能; 丙、丁两球质量相同,丙球的位置较高,则丙球的重力势能大 于丁球的重力势能;由于甲球的质量小于丙球的质量,甲球的 高度大于丙球的高度,所以甲、丙两球的重力势能大小无法 比较,故D正确。 10.在体操比赛的“鞍马”项目中,运动员上“马”前要踩踏 板。如图所示,当运动员的脚接触跳板M直至弹簧K被压缩至 最短的过程中,___________________(选填“运动员的重力势能”“运动员的动能”或“弹簧的弹性势能”)逐渐增大。 　弹簧的弹性势能     解析　当运动员的脚接触跳板M直至弹簧 K被压缩至最短的过程中,弹簧的形变量越 来越大,弹簧的弹性势能逐渐增大;运动员的高度降低,运动员的重力势能减小;运动员的速度减小,运动员的动能减小。 11.(2025温州期中)《天工开物》中记载了一种古代远程兵器 ——弩,如图所示,请回答下列问题: (1)弩箭射出前一瞬间,弦的_______(选填“动能”或“势能”)最大。 (2)“强弩之末,势不能穿鲁缟”,指强弩发射出去的箭到最后, 　势能     不能穿透薄薄的丝绸。说明物体的动能大小与它的_______ 有关。 　速度     解析    (1)弩箭发射时,弦发生弹性形变具有弹性势能,弩箭射 出前一瞬间,弦的形变量最大,弦的势能最大。 (2)射出的箭速度变小,动能变小,说明物体的动能大小与它的 速度有关。 12.【核心素养·探究实践】如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。实验中让钢球从斜槽的某个位置由静止滚下,撞击水平面上的木块,将木块撞出一段距离。 (1)实验中探究的是_______(选填“钢球”或“木块”)的动能大小的影响因素。 　钢球     (2)实验中物体动能的大小是通过观察_________(选填“s”或“h”)的大小来反映的,这种常用的实验方法称为_______ 法。 (3)在探究动能与速度的关系时,要保持钢球的_______不变, 让钢球从_______(选填“相同”或“不同”)的高度由静止 开始滚下,以不同的速度推动木块移动。 (4)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,目 的是探究物体的动能与物体的_______(选填“质量”或“速度”)的关系。 　质量     　不同     　质量     　转换         s     解析    (1)实验中改变钢球的质量或通过让钢球从斜面的不同高度由静止滚下改变钢球到水平面时的速度,以此来探究钢球动能大小的影响因素。 (2)实验中采用转换法,通过观察木块被推动的距离s的大小,比 较钢球对木块做功的多少,进而判断钢球动能的大小。 (3)在探究动能与速度的关系时,要保持钢球的质量不变,改变 钢球的速度,所以应让钢球从不同的高度由静止开始滚下,以 不同的速度推动木块移动。 (4)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,到 达水平面时的速度是相同的,质量不同,所以探究的是物体的 动能与物体的质量的关系。 方法归纳　控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个 因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其他因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,最后综合起来得出规律的方法。   13.(2025杭州拱墅开学考)在探究“重力势能的大小与哪些因 素有关”的实验中,已知重物A、B、C的质量关系为mA=mB< mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物 位置如图甲所示,木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示, 重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。  　      (1)让重物自由下落打击在木桩上,通过观察木桩陷入沙中的 深度判断_______(选填“重物”或“木桩”)的重力势能大 小。 (2)比较________两个重物将木桩打入沙中的深度,可判断重 力势能的大小和重物高度的关系,得出的结论是__________ ___________________________。 (3)结合(2)中的实验结论,通过比较B和C两个重物将木桩打入 沙中的深度,我们______(选填“能”或“不能”)得出物体的 重力势能与其质量有关的结论。 　能     时,高度越高,重力势能越大     　质量相同 　A、B     　重物     解析    (1)实验改变的是重物的质量和高度,可知探究的是重 物的重力势能与质量及高度的关系,为了便于观察,重物的重 力势能大小用木桩陷入沙中的深度来判断。 (2)要探究重力势能与高度的关系,则应控制除高度外的条件 相同,结合题图可知,选择的是重物A、B。B从更高的位置掉 落,木桩陷入沙中的深度更深,可知重力势能更大,故可得:质量 相同时,高度越高,重力势能越大。 (3)C从更低的位置下落,但木桩陷入沙中的深度与B相同,可知 重力势能一样大,原因是C的质量更大,故可以得出质量越大, 重力势能越大的结论。 $